Ein innovatives, optisches Sensorsystem für die Verkehrsdatenerfassung

Zusammenfassung

Der Artikel beschreibt ein eingebettetes, optisches Sensorsystem, das auf einem speziellen optischen CMOS-Sensor mit analoger Signalvorverarbeitung basiert. Die Daten werden asynchron mit dem so genannten Address-event-Protokoll vom Sensor zur nachgeschalteten digitalen Signalverarbeitung übertragen. Dank der effizienten Datenkodierung und Signalvorverarbeitung, die bewegte Objekte aus der Szene extrahiert, erreicht die Zeitauflösung der digitalen Datenverarbeitung auf einem kostengünstigen digitalen Signalprozessor eine Millisekunde. Die Algorithmen zur Verkehrsdatenerfassung berechnen in Echtzeit die Verkehrsstärke, Fahrgeschwindigkeit, Nettozeitlücke und Belegung auf bis zu vier Fahrstreifen simultan. Der Artikel präsentiert Verkehrsdaten, die an einer vierspurigen Autobahn über vier Tage aufgenommen wurden. Die Zeitverläufe der Verkehrsstärke, der mittleren Fahrgeschwindigkeit sowie der mittleren Nettozeitlücke und der mittleren Belegung wurden in Fünfminutenintervallen ausgewertet. Der Fehler in der Geschwindigkeitsschätzung liegt unter 3 %, die Genauigkeit der Fahrzeugzählung liegt, bei Tageslicht und Normalbedingungen, über 97 %.

Summary

An embedded vision system based on a specialized CMOS optical sensor with on-chip analogue signal pre-processing is described. The sensor signal is transmitted to digital processing units via asynchronous address-event protocol. Using the efficient data coding and signal pre-processing concept, moving objects can be extracted from the visual scene with a temporal resolution of 1 millisecond. The traffic data acquisition algorithms compute traffic flow, vehicle velocity, separation and lane occupancy in real-time on up to four lanes simultaneously. We present traffic data that has been acquired continuously over four days at a test site at a four lane highway. The error of the velocity estimation is below 3 %, the precision of the vehicle flow measurement is better than 97 % under normal daylight conditions.